要使胡萝卜能更快的促进过氧化氢分解的分解可用什么办法

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[求助] 双氧水工艺说明
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双氧水工艺说明
[ 本帖最后由 jhff 于
22:28 编辑 ]
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[编辑本段]双氧水工业制法一
  生产碱性过氧化氢的空气电极及其制法
  本发明属于用电化学方法制备无机化合物的领域。本发明涉及工业制备碱性过氧化氢用含醌空气电极及其制法。本发明多组元电极组由单元极板组装,每对电极由阴极板,含醌空气阴极碳芯、离子交换隔膜,塑料支撑网与阳极板组成,在电极工作区的上下端设有流体分配室和收集室,在流体进口处设有节流孔,多组元电极采用有限制的偶极串联,将阳极循环碱水所用塑料软管延长至5米以上。本发明可在直接使用低压空气的情况下制备碱性过氧化氢并得到满意的工作指标,不存在电极受碱水浸透而失效的缺点。
  生产碱性过氧化氢用含醌空气电极,其特征在于每对电极由阳极板、塑料网、阳离子隔膜和含醌空气阴极组成,在电极工作区的上、下端设有进入流体的分配室和排出流体的收集室,在流体进口处设有节流孔,多组元电极采用有限制的偶极串联接法,加长阳极循环碱水进、出口用的塑料软管后再接至集液总管,多组元电极组由单元极板组装。
[编辑本段]双氧水工业制法二
  本发明涉及无机化合物制备领域,特别涉及从申请号为871 03988专利申请中所得阴极产物的过氧化钠水溶液制备过 氧化氢的方法。用磷酸或磷酸二氢钠将过氧化钠水溶液中和至 pH9.0~9.7,使生成Na-〔2〕HPO-〔4〕和H-〔2〕O-〔2〕,将所说的Na-〔2〕HPO-〔4 〕和H-〔2〕O-〔2〕水溶液冷却到+5~-5℃,使绝 大部分Na-〔2〕HPO-〔4〕以Na-〔2〕HPO- 〔4〕·10H-〔2〕O水合物形式析出,再在离心分离器 中将含有Na-〔2〕HPO-〔4〕·10H-〔2〕O水 合物和过氧化氧水溶液混合物进行分离,分离出该水合物,随 后再对含有少量Na-〔2〕HPO-〔4〕的过氧化氢水溶 液进行蒸发和分馏,得到约30%H-〔2〕O-〔2〕产品 。本
  -----------------------------------------
  权利要求:
  制备过氧化氢的方法,其特征在于,用下列步骤从过氧化钠水 溶液制备: (1)用磷酸或磷酸二氢钠(NaH↓〔2〕 PO↓〔4〕)将过氧化钠水溶液中和至9.0~9.7,使 生成Na↓〔2〕HPO↓〔4〕和H↓〔2〕O↓〔2〕的水溶液, (2)使所说的Na↓〔2〕HPO↓〔4〕和 H↓〔2〕O↓〔2〕水溶液冷却到+5~-5℃,从而使绝 大部分Na↓〔2〕HPO↓〔4〕以Na↓〔2〕HPO↓ 〔4〕·10H↓〔2〕O水合物形式析出, (3)在离 心分离器中对含有Na↓〔2〕HPO↓〔4〕·10H↓〔 2〕O水合物和过氧化氢水溶液混合物进行分离,从而使Na ↓〔2〕HPO↓〔4〕·10H↓〔2〕O结晶从含少量N a↓〔2〕HPO↓〔4〕的过氧化氢水溶液中分离出来, (4)将所说的含少量Na↓〔2〕HPO↓〔4〕的过氧 化氢水溶液在蒸发器中蒸发,得到含H↓〔2〕O↓〔2〕和 H↓〔2〕O的蒸汽,而含过氧化氢的Na↓〔2〕HPO↓ 〔4〕浓盐溶液从底部流出并返回中和槽, (5)将所说 的含H↓〔2〕O↓〔2〕和H↓〔2〕O的蒸汽在分馏塔中 进行减压分馏,得到约30%H↓〔2〕O↓〔2〕产品。
[编辑本段]双氧水工业制法三
  用电解60%的硫酸,得到过二硫酸,再经水解可得浓度为95%的双氧水。
  ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
  包装:装于聚乙烯桶内,容器盖上应有排气孔,外套木箱,每桶净重20kg。
  储运注意事项:属于一级无机酸性腐蚀品物品,本品应储存在阴凉、清洁、通风的库房内,库温不宜超过30℃,避免日光照射。容器要盖紧,但通气孔要畅通,防止灰尘堵塞,灰尘落入其中易分解变质。隔绝热源与火种,不可与有机物或铁、铜、铬等金属及其盐类共储混运。搬运时穿工作服、戴口罩、手套。误触皮肤,用水冲洗干净,触及眼睛用温水冲洗。本品不宜久储,平时加强检验,发现漏桶及时换桶,如遇垫仓木冒烟,应立即将冒烟的垫仓木搬出仓外,或用水浇救。
  失火时可用水、砂土或二氧化碳灭火器扑救。
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双氧水的作用是什么?
常被不法商贩使用
影响双氧水漂白的因素
双氧水工业制法一
双氧水工业制法二
双氧水工业制法三
常被不法商贩使用
影响双氧水漂白的因素
双氧水工业制法一
双氧水工业制法二
双氧水工业制法三
  中文名称: 过氧化氢
  水溶液名称: 双氧水
  英文名称: hydrogen peroxide
  albone
  hydrogen peroxide
  CAS No.:
  EINECS登录号:231-765-0
[编辑本段]分子
  分子式: H2O2
  分子结构:O原子以sp3杂化轨道成键、分子为共价极性分子。
  分子量: 34.01
[编辑本段]理化特性
  外观与性状: 水溶液为无色透明液体,有微弱的特殊气味。纯过氧化氢是淡蓝色的油状液体。
  主要成分: 工业级 分为27.5%、35%两种。熔点(℃): -0.89℃(无水)
  沸点(℃): 152.1℃(无水)
  折射率:1.4067(25℃)
  相对密度(水=1): 1.46(无水)
  饱和蒸气压(kPa): 0.13(15.3℃)
  溶解性:能与水、乙醇或乙醚以任何比例混合。不溶于苯、石油醚。
  结构:H-O-O-H 没有手性,由于-O-O-中O不是最低氧化态,故不稳定,容易断开
  溶液中含有氢离子,而过氧根在氢离子的作用下会生成氢氧根离子,其中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度。
  毒性LD50(mg/kg):大鼠皮下700
  燃爆危险: 本品助燃,具强刺激性。
  1.取5ML5%的过氧化氢溶液于试管中,将带火星的木条伸入试管中,木条没有复燃。
  2.取5ML5%的过氧化氢溶液于试管中,加热,再将带火星的木条伸入试管中,木条复燃。
  3.取5ML5%的过氧化氢溶液于试管中,加入少量二氧化锰,再将带火星的木条伸入试管中,木条复燃。二氧化锰做催化剂,和过氧化氢反应生成氧气和水。
[编辑本段]荧光反应
  在H2O2的碱性溶液中通入氯气,其中大量的氢氧根离子抑制了氢离子的浓度,使得溶液中过氧根离子大量存在成为可能。在氯气作用下,-O-O-被氧化为单线态氧,故发出红色荧光。
  经市西中学张智灏实验粗略得出:此反应的环境为PH值在7.2-7.8之间,仅供参考。
[编辑本段]电解反应
  电解双氧水会生成臭氧和水,同时水又生成氢气和氧气。电解过氧化氢溶液
  首次生成的臭氧颜色为橙黄。
[编辑本段]主要用途
  在不同的情况下可有氧化作用或还原作用。可用氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂,并供火箭燃料、有机或无机过氧化物、泡沫塑料和其他多孔物质等。
  医用双氧水(3%左右或更低)是很好的消毒剂 。
  工业用是10%左右用于漂白,作强氧化剂,脱氯剂,燃料等。
  实验用做制O2原料。
[编辑本段]健康危害
  最重要危害与效应:
  急性:
  吸入:蒸气会造成眼睛、鼻子及喉咙之刺激感。
  皮肤接触:会造成刺痛及暂时性变白,冲洗干净2-3小时会恢复残留会造成红肿及起泡。
  眼睛接触:会造成严重之伤害及有目盲之可能性,此症状可能历时一周或更久才出现。
  吞食:会伤害胃及喉咙,可能导致食道及胃出血。
  慢性:
  吸入:导致慢性呼吸道器官疾病。
  皮肤接触:导致皮肤病。
  眼睛接触:导致眼疾。
  主要症状:刺激感、皮肤刺痛及暂时性变白、红肿、起泡、眼疾、胃出血。当为腐蚀性伤害时,严重时可造成失明、组织坏死、肺水肿。
[编辑本段]危险特性
  爆炸性强氧化剂。过氧化氢本身不燃,但能与可燃物反应放出大量热量和氧气而引起着火爆炸。过氧化氢在pH值为3.5~4.5时最稳定,在碱性溶液中极易分解,在遇强光,特别是短波射线照射时也能发生分解。当加热到 100℃以上时,开始急剧分解。它与许多有机物如糖、淀粉、醇类、石油产品等形成爆炸性混合物,在撞击、受热或电火花作用下能发生爆炸。过氧化氢与许多无机化合物或杂质接触后会迅速分解而导致爆炸,放出大量的热量、氧和水蒸气。大多数重金属(如铁、铜、银、铅、汞、锌、钴、镍、铬、锰等)及其氧化物和盐类都是活性催化剂,尘土、香烟灰、碳粉、铁锈等也能加速分解。浓度超过74%的过氧化氢,在具有适当的点火源或温度的密闭容器中,能产生气相爆炸。
  应急处理:迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并进行隔离,严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防毒服。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏:用砂土、蛭石或其它惰性材料吸收。也可以用大量水冲洗,洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。喷雾状水冷却和稀释蒸汽、保护现场人员、把泄漏物稀释成不燃物。用泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。
[编辑本段]双氧水的作用是什么?
  双氧水是一种每个分子中有两个氢原子和两个氧原子的液体,具有较强的渗透性和氧化作用,医学上常用双氧水来清洗创口和局部抗菌。据最新研究发现,双氧水不仅是一种医药用品,还是一种极好的美容佳品。
  面部皮肤直接接触外界环境,常被细菌、灰尘等污染,再加上皮肤本身的汗腺、皮脂腺分泌物形成的污垢,极易诱发粉刺、皮炎、疖肿等疾病,从而影响皮肤的美丽。用双氧水敷面不仅能去除皮肤的污垢,还能直接为皮肤增强表面细胞的活性,抑制和氧化黑色素的沉着,使皮肤变得细腻有弹性。操作方法:将脸用洗面奶洗干净后,用毛巾蘸上3%的双氧水敷于面部,每次5分钟,每日1次,10天为一疗程,在操作时应注意避免双氧水进入眼睛。
  用双氧水做美容,一定要事先征求皮肤科医生的意见,直接用双氧水美白是相当危险的。虽然会让皮肤短时间内变白,但时间长了却会对皮肤造成强烈刺激,严重的可能烧坏表皮层,让皮肤变粗糙、长疱。
  另外,双氧水还有淡化毛发颜色的功能,对于那些因汗毛过长而影响美观的女性,可在脱毛后,用双氧水直接涂于皮肤上,每日2次,这样日后长出的汗毛就不会变黑变粗,而会变得柔软且颜色为淡黄。
  过氧化氢曾作为染发剂的2号剂(氧化剂)的成分之一,但因其对人体有害,故现已被淘汰。
  此外,在实验室,常用双氧水和二氧化锰混合制氧气。
  过氧化氢制取氧气化学方程式:2H2O2=2H2O+O2↑(MnO2催化)
[编辑本段]常被不法商贩使用
  过氧化氢溶液,俗称双氧水,为无色无味的液体,添加入食品中可分解放出氧,起漂白、防腐和除臭等作用。因此,部分商家在一些需要增白的食品如:水发食品的牛百叶和海蜇、鱼翅、虾仁、带鱼、鱿鱼、水果罐头、和面制品等的生产过程中违禁浸泡双氧水,以提高产品的外观。少数食品加工单位将发霉水产干品经浸泡双氧水处理漂白重新出售或为消除病死鸡、鸭或猪肉表面的发黑、淤血和霉斑,将这 些原料浸泡高浓度双氧水漂白,再添加人工色素或亚硝酸盐发色出售。过氧化氢可通过与食品中的淀粉形成环氧化物而导致癌性,特别是消化道癌症。另外,工业双氧水含有砷、重金属等多种有毒有害物质更是严重危害食用者的健康。FAO(联合国粮食及农业组织)和WHO(联合国世界卫生组织)根据其毒性试验报告规定,过氧化氢仅限于牛奶防腐的紧急措施之用。我国《食品添加剂使用卫生标准》亦规定双氧水只可在牛奶中限量使用,且仅限于内蒙古和黑龙江两地,在其它食品中均不得有残留。
[编辑本段]影响双氧水漂白的因素
  浓度、温度、时间、PH值等因素是化学反应的主要条件。在双氧水漂白的工艺中,应该弄清这些因素的相互关系,以便制定合理的工艺。
  1、浓度
  双氧水漂白所规定的合理浓度,应该以既能达到一定白度和去除棉籽壳的效果,又要使纤维损伤最小为原则。实践证明,织物白度和双氧水浓度的关系不是成正比的。当采用汽蒸工艺时,浓度控制在3—5g/L已能达到一定的白度要求,浓度再高,白度增加不多,相反容易损伤纤维。因此,汽蒸工艺浓度一般为3—5g/L,稀薄织物还应适当低些。具体确定时应根据使用设备、漂白方式、织物厚薄、退浆煮练状况以及浴比等决定。为了尽可能减少对纤维的损伤,浓度以低为宜,要得到较高的白度,应在煮练上采取措施。
  2、温度
  温度对双氧水的分解速度有直接的关系。在一定浓度和时间的条件下,织物上双氧水的分解消耗是随着温度的升高而增加的,因此,织物的漂白效果是随双氧水在织物上分解率的增高而增高的。当温度达到90—100℃时,双氧水可以分解90%,白度也最好;但是当温度为60%时,分解率仅为50%左右。
  3、时间
  双氧水漂白时间的确定与温度有关。如果用冷漂法,要室温堆置10h左右,高温汽蒸漂白时间却可以大大缩短。从测定双氧水消耗率看,汽蒸15min已达到70%,汽蒸45—60min,消耗率已达到90%,并趋于平衡。可见汽蒸时间45—60min就已够了。
  4、碱剂
  常规漂白中漂液PH值为10.5~11,加水玻璃尚不能达到要求,因此要加碱剂调节PH值,最常用的碱剂为烧碱,用量为1—2g/L。它是活化剂,能促进双氧水的分解,使双氧水生成具有漂白作用的过氧化氢离子,在PH值为10.5~11情况下,双氧水以中速分解达到漂白的目的。但在退煮漂与煮漂一浴法短流程工艺中,烧碱的用量均较高,烧碱不仅调节PH值,还兼退浆和煮练的功能。这就使漂浴很不稳定,加速了双氧水的分解,不仅浪费双氧水,而且可能导致纤维降解使织物脆损。为了控制双氧水的分解速率,前已述及要加入适合的稳定剂,使双氧水按工艺要求来分解,并在分解与稳定之间达到平衡,这就是在稳定剂帮助下的“受控双氧水漂白工艺”,采用此工艺既能取得较好的织物白度及去杂效果,又不至于对纤维造成较大的损伤。
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岗位与车间
工艺与设备
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双氧水工艺控制方案
一、工艺简述
本生产装置包含五个工序:氢化工序、氧化工序、萃取净化工序、后处理工序、包装工序。
由外管送来的氢气(氯碱车间),经过加压,然后送入氢化釜使其与工作液进行氢化反应,得到的氢化液再和氧气反应,得到的氧化液(包括工作液和双氧水),经过萃取分离,得到双氧水,并使工作液得到再生,循环使用。
氢化工序把蒽醌转化蒽氢醌或四氢化蒽醌。氧化工序用空气中的氧直接氧化蒽氢醌和四氢化蒽氢醌,并转化为蒽醌、四氢化蒽醌,同时生成双氧水。萃取的作用是用无离子水从氧化液中萃取回收双氧水,生产一定浓度的双氧水溶液,该溶液再经过净化处理后,不仅降低有机碳的含量,而且生产27.5~35%的产品出售市场。来自萃取的萃余液经过后处理再生处理后进入下一个使用循环过程。
2、本工艺的特点和难点
控制回路较多,生产的连续性很强,塔式设备较多,而且各个参数之间关联较严重。有些对象特性属于电加热炉式,比较难控制,其中如氢化工序的氢化釜压力,当氢气通入釜内时,压力很快升高,而要将压力降下来,则要依靠氢化釜自身反应将氢气吸收,这样的对象在自控时要尽量避免上超调,否则很容易造成系统的失控。另外,氢化釜压力对象还具有正反馈特性,需要在控制时予以考虑。
3、工艺对控制系统的要求
a、实现各个单元操作的集中监控,包括:温度、压力、流量、液位等物理量的监测与控制。动态参数检测、控制必须准确、可靠。
& &b、必要的遥控措施,对突发事件如停电等,系统应采取相应的保护措施,确保在紧急情况下或需要的时候对一些关键的控制点(阀门、马达等)实施遥控。
& &c、配置必要的报警和联锁。
& &d、重要参数的记录和方便地查阅其实时趋势和历史趋势。
& &e、可随时监测有关单元的有关参数或重要设备的运行情况。
& &f、控制系统操作简单,参数设置、调整方便,便于操作,人性化的操作界面。
& &g、操作员站显示整个生产工艺流程,修改和打印各种有关参数。
二、系统组成
1、系统配置
本项目控制系统采用的是FB-2000NS DCS。该系统能够实现连续控制、批量控制和逻辑控制等多种控制算法。根据带控制点的工艺流程图,与工艺技术人员认真细致地分析了生产工艺对控制的要求,合理地设计了方便于操作工监视、操作的流程图画面。本工程采用1个控制站、1个操作站,操作站和控制站处于同一中控室内,两操作站是完全对等的,其中任意一台操作站均可兼作工程师站。控制站与操作站之间由CNET双重化冗余的过程控制网连接。我们从生产更为可靠和经济方面考虑,主控制器、CNET网络通讯卡采用热备冗余。其作用是当主板发生故障时,冗余板会自动投入工作,以确保系统稳定可靠地运行。其DCS的硬件配置为:FB-2001NS2块,FB-2005NS网卡2块,FB-2010NS-6块,FB-SC14NS-6块;FB-2020NS-7块,FB-SC20NS -7块; FB-2030NS-3块,FB-SC30NS-3块; FB-2040NS-1块,FB-SC43NS/R-1块。这样就构成了一套分布式数据采集与控制系统。另外现场有一台6KVAUPS在线式不间断电源,所有模拟量信号通过隔离模块后,进入输入端子板,且所有模拟量输出信号均通过隔离模块,进入现场执行机构。
2.& & DCS系统规模
DOUT:16个
三& &控制策略及实施方案
本系统共有23个控制回路,基本上是采用单回路PID控制,属于常规的控制方案。我们对常规控制方案在组态方面做了若干优化,如调节器的正反作用的设置,与工艺人员协商后,采用忽略调节阀气开、气关形式的方法,调节阀的开关形式在组态软件中设置,这样,系统大大简化了调节器作用的设置。
对于参数关联比较大的对象,适当采取前馈解耦。如在双氧水生产过程中,氢化液储罐作为氢化工段的成品储罐,其液位是一个很关键的参数,同时它也是与从氢化到氧化工段的工况稳定性密切相关的重要参数,当氢化工序进料增大时,相应希望氢化液储罐的出料(即氧化工序的进料)也增大,这样才能有效地保证氢化液储罐液位的平稳。因此,对氢化液贮罐液位(LIC-1102)采用均匀控制和前馈控制相结合的方法,使整个系统的生产的连续性和物料的平衡得到有力的保障。
对于类似电加热炉特性对象,则采用自适应PID的方法来避免上超调。如上所述氢化釜的压力就是这类对象。因此,我们将釜内压力分为3段,分别用不同的PID参数来整定。
可以看到,氢化釜压力在升压过程中的时间常数很小,因而我们把升压过程分为3个阶段:
(1)低压阶段。此时,氢化釜的压力上升很快,对象对调节作用很敏感,这时可以将调节器的调节作用设得较弱。
(2)中压阶段。此时,氢化釜的特性比较稳定,鲁棒性也较强,可以保持相对较强的控制作用。
(3)高压阶段。此时,对象的鲁棒性很强,对调节作用很不敏感,需要将积分作用切除,尽量避免超调。
1、& &进氧化塔下节空气流量控制
进氧化塔下节空气流量控制的目标是保证进氧化塔下节的空气流量的平稳,是一个十分关键的调节控制,虽然采用的也是单回路PID调节方式,根据现场执行机构的特殊性,当输出为20mA电流时执行机构状态为全关闭,当输出为4mA时执行机构为全开,且为线性变化,于在模拟量输出模块前加一个减法器。
2、 进氧化塔上节空气流量控制
进氧化塔上节空气流量控制是一个单回路的PID调节控制。
3、 氢化尾气流量控制
氢化尾气流量控制也是一个单回路PID调节控制,它的控制方案和上面的进氧化塔上节空气流量控制的方案是一样的。
工作液预热器出口温度调节、氢化液冷却器出口温度调节控制、氢化床顶部压力控制、氢化液汽液分离器液位调节控制、氢化液贮槽液位调节控制、进氢化床再生床氢化液流量调节控制、氧化塔上节温度调节控制、氧化塔下节温度调节控制、氧化液汽液分离器B液位调节控制、氧化塔尾气压力调节控制、氧化液贮槽液位调节控制、萃取塔出口萃取液流量调节控制、萃取塔界面调节控制、净化塔界面调节控制、工作液计量罐液位调节控制、干燥塔界面调节控制、循环工作液液位调节控制、干燥塔底出碱流量调节控制、干燥塔旁路调节控制这些调节回路都采用的单回路PID调节控制的方式,它们的控制方案和进氧化塔上节空气流量调节控制是一样的,控制方案框图略。
四、画面构成
1、&&共分控制画面、PID调节画面、氢化画面、氧化画面、萃取净化画面、后处理画面、包装画面、风机泵画面、参数画面、历史趋势1、历史趋势2一起11个画面。
2、&&动态数据:在流程图上相应处显示。
3、&&动态画面的键接:在每幅画面上做按钮,可相互切换。
4、&&点击工艺流程图上相应的调节阀,既可弹出PID画面,可在线修改给定值和输出值。
& & 按分组生成报表,8小时打印。
根据用户要求进行分组,在历史趋势画面1和2上具备52个比较重要参数的全部历史趋势,这些历史数据以每一秒采集一次的周期显示在历史趋势图上
根据客户要求,采用声音报警及画面报警提示,一共是对82个参数进行了报警设置。
四& &结束语
系统开车、上电调试后,再生液罐的液位、氢化釜压力及液位等关键参数的稳定性非常好,生产的连续性和物料的平衡得到了很好的保证。在降低工人劳动强度的同时,产品收率、消耗和质量方面达到预期的效果。DCS系统在双氧水生产过程中能够发挥其强大、灵活的功能,取得良好的经济效益
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双氧水是一种重要的化工产品,目前其生产方法主要有电解法、氧阴极还原法、醇氧化法、氢氧直接化合法以及蒽醌法等。
(1)电解法。电解法是20世纪前半期生产双氧水的主要方法,该法是以Pt为阳极,铅或石墨为阴极,将饱和硫酸氢铵溶液电解成过硫酸铵,再用稀硫酸水解得到双氧水。该法能源消耗大,仅限于小规模生产。
(2)氧阴极还原法。用此法生产双氧水是将强碱性电解质于电解槽中,使空气中的氧在阴极还原成过羟基负离子,然后在回收装置中转变为双氧水,其过程是借助钙盐沉淀作用,生成过氧化钙,过滤分解,用CO2分解制得双氧水,同时产生碳酸钙循环使用。该法生产双氧水简单,成本低,无污染,但产品中双氧水浓度低。
(3)醇氧化法。该法是Shell和DuPont公司开发的,美国和前苏联以异丙醇为原料建有工业生产装置,该法所用醇,除了异丙醇外,还有环己醇,1-苯基乙醇等,但多采用异丙醇,同时联产丙酮。该法不使用任何催化剂,用空气自动氧化生成双氧水,但蒸汽费用大,联产丙酮一般也不利。
(4)氢氧直接化合法。该法以水为反应介质,几乎不含有机物,仅含有少量溴化物作为助催化剂,用Pt(如Pt/C)作为催化剂,以氢和氧气(或空气)为原料,在反应温度为0-25℃,压力为2.9-19.3Mpa的条件下,连续反应合成双氧水。此法合成双氧水的全过程不产生任何有机物,基本上没有废物,但产物中对双氧水的选择性低,危险性也大,至今还没有工业化生产的报道,但发展潜力巨大。该法是今后一段时间内世界的研究开发重点。
(5)蒽醌法。该法是以蒽醌类化合物作为氢载体(或工作载体),使氢和氧反应生成双氧水。该法是目前工业生产双氧水的最主要方法,其产量占绝对优势,约占世界双氧水总产量的95%。该法是将蒽醌衍生物(一般为2-烷基蒽醌)溶解在有机溶剂中配成工作液,大多数工艺在工作液中含有适量的四氢蒽醌,然后将工作液在催化剂存在下加氢氢化,生成蒽氢醌;在没有任何催化剂存在下,用空气或氧气进行氧化,生成双氧水和蒽醌(循环使用);最后用纯水萃取,经精制、浓缩得到各种浓度的双氧水;萃取液经再生处理循环使用。此法工业上生产技术已经非常成熟,技术先进,自动化程度高,成本和能耗较低,适合大规模工业化生产双氧水.
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双氧水的工业生产方法主要有电解法和葱醌法两种。20世纪90年代前,国内双氧水生产企业大多采用电解法,该法电流效率高、工艺流程短、产品质量高,但由于电耗较大,生产成本高,不适合大规模工业化生产,已逐渐被淘汰。
该技术的主要特点:1、固定床钯触媒氢化工艺;2、空塔空气氧化工艺;3、筛板塔萃取工艺及产品净化工艺;4、磷酸三辛酯与芳烃工作溶剂。5、采用过氧化氢处理本装置生产过程中产生的废水,减少污水处理成本等;6、采用DCS控制,操作过程连续化,适合大规模生产。而且提供了合理简短、安全可靠的工艺流程。
产品技术指标(工业级过氧化氢)
游离酸(以H2SO4计)(m/m)%
不挥发物(m/m)%
总碳(以C计)(m/m)%
硝酸盐(以NO3)计(m/m)%
• 产品技术指标(食品添加剂级过氧化氢)
游离酸(以H2SO4计 )(m/m)%
不挥发物(m/m)%
磷酸盐(PO42- )(m/m)%
砷(As)(m/m)%
重金属(以Pb计)%
铁(Fe)(m/m)%
锡(Sn)(m/m)%
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双氧水生产过程的解决方案
双氧水又称过氧化氢,是一种重要的无机化工产品,在纺织、造纸、化工、轻工、医药、电子、食品、环保等领域应用广泛。工业级过氧化氢在常温下能缓慢分解,当温度升高或紫外线照射时,分解速度加快,遇到灰尘、重金属离子或碱性物质时,发生剧烈分解,放出大量氧和热,严重时会发生爆炸。过氧化氢具有较强的氧化能力,可与各类还原性物质发生反应,且制备无机过氧化物、有机过氧化物的原料。由于其优良的氧化性能,双氧水在碱性条件下能破坏有机色素分子中的共轭体系而消色,因此被广泛地用作纺织、造纸等行业的漂白剂。目前我国双氧水产品分工业级、试剂级、医药级和电子级,浓度有27.5%、35%、50%和70%等多种规格。
目前我国双氧水生产方法有蒽醌法和电解法两种。1986年以前电解法是我国双氧水生产的主要方法,由于其需要消耗大量的电力,成本提高,不适于大规模生产,已逐渐被淘汰,但电解法生产的双氧水品质最高,可精制成高浓度产品,适用于食品、医药等行业。蒽醌法比电解法优越,具有技术先进、自动化程度高、生产能力大、成本和能耗低以及“三废”易治理等多种优点。1987年以后,采用蒽醌法的双氧水产最就已超过电解法的产量。蒽醌法根据使用的催化剂不同又分为镍催化剂法和钯催化剂法,两种方法制取双氧水都要经过氢化、氧化、萃取、再生、净化等一系列过程,两者最大的区别在于前者使用的是镍催化剂悬浮床氢化器,后者使用的是钯催化剂固定床氢化器。后者与前者相比,具有工艺流程短、氢化设备简单、催化剂使用寿命长、安全可靠、操作方便等优点,因此具有更强的竞争力。截止1999年底,国内有51个双氧水生产企业,大约66套生产装置,基本上是蒽醌法生产装置,其中钯催化剂固定床氢化工艺是最主要的生产工艺。双氧水生产发展相当迅速,而且趋于向大规模、高技术、自动化控制方向发展。其中DCS集散控制系统在其中的应用变得越来越广泛和重要。
二、系统工艺流程
双氧水的生产过程包含五个工序:氢化工序、氧化工序、萃取净化工序、后处理工序、工作液配制及回收工序:
氢化工序把蒽醌转化蒽氢醌或四氢化蒽醌。
氧化工序用空气中的氧直接氧化蒽氢醌和四氢化蒽氢醌,并转化为蒽醌、四氢化蒽醌,同时生成双氧水。
萃取的作用是用无离子水从氧化液中萃取回收双氧水,生产一定浓度的双氧水溶液,该溶液再经过净化处理后,不仅降低有机碳的含量,而且生产27.5~35%的产品出售市场。
萃取的萃余液经过后处理再生处理后进入下一个使用循环过程。其生产过程如下图所示:
三、控制方案
根据双氧水的生产工艺过程,控制系统实现如下功能:
1、实现各个单元操作的集中监控,包括:温度、压力、流量、液位等物理量的监测与控制。动态参数检测、控制必须准确、可靠。
2、必要的遥控措施,对突发事件如停电等,系统应采取相应的保护措施,确保在紧急情况下或需要的时候对一些关键的控制点(阀门、马达等)实施遥控。
3、配置必要的报警和联锁。
4、重要参数的记录和方便地查阅其实时趋势和历史趋势。
5、可随时监测有关单元的有关参数或重要设备的运行情况。
6、控制系统操作简单,参数设置、调整方便,便于操作,人性化的操作界面。
7、操作员站显示整个生产工艺流程,修改和打印各种有关参数。
在双氧水生产装置中几种典型的控制策略组态:
Ⅰ、氢化塔压力最大值与进气流量串级调节控制策略组态:
如图所示,PIC102、PIC103、PIC104分别为氢化塔上、中、下塔塔顶压力,工艺操作过程为每两节塔串联使用,要求三节塔的压力最大值与进氢化塔氢气流量FT101串联调节。针对工艺的特点,引入MAX功能模块,利用DCS所提供的功能模块软连接等优点,这样很容易实现在不同情况下对调节阀FN101的控制。
Ⅱ、萃取塔界面液位与进水流量串级调节控制策略组态:
在本装置中投运了串级调节系统,在组态中运用DCS软连接的优点,使手动—自动—串级自由切换,开车时运用单回路调节,生产稳定后操作工可以很容易切换为串级调节,在操作站操作MAN—AUTO—CAS,方便地将软连接切换,调节质量高,操作简单,组态方案如下图:
Ⅲ、参数累积、温度压力补偿计算:
如蒸汽流量,应考须需要要求进行累积,在组态时加入模块——“STAT ”累积计算模块;空气流量,测量用孔板,因此应用DCS软连接引入压力补偿(温度较稳定)。
Ⅵ、阀位设置:
因工艺安全需要,调节阀有气开式和气闭式,使用时发现,操作工和仪表工必须要清楚每台阀门作用方式气开或气闭,才能进行手动操作的设置,这给操作增加了难度,后来在控制组态中引入而在INV功能块,如FN—401阀门为气闭式。
加入INV功能块,写入表达式,OP=100—PID2.OP气闭式阀门100%输出信号时,阀位全关,组态后在操作上与气开式阀门相同,操作信号为0%时为全关,100%时为全开,使操作方便简单,同时调节的正反作用设置也无须考虑阀门的正反作用,又能保证系统在气源故障时在安全阀位。同时利用功能块设置停车操作按钮,在电源设备突发事故时,操作工只要点击停车按钮,所有调节阀将按工艺要求设置的安全阀位上,保障生产安全。而且当控制点为回路故障,如现场变送器故障、线路断路时,提供了安全保障,可设置控制输出进行保持、全开输出、全关输出、安全值输出等;而且可设置对过程变化异常的报警;对控制输出的微小抖动的限制,从而可以消除调节阀在一个位置上的剧烈抖动,提高控制品质,延长调节阀的寿命。
四、系统配置
根据双氧水的生产工艺和控制方案的要求,我们为此配置安全可靠的SunyTDCS9200集散控制系统来监督、控制和优化。SunyTDCS9200集散控制系统实现过程控制、逻辑控制、顺序控制等功能;具有模块化柔性设计;提供开放数据接口、现场总线与互联网接入;顺应时代发展潮流,吸收最新电子技术、网络技术、控制技术,具有可靠性高、系统开放、构成灵活、界面友好、功能强大、维护简便的特点。
1、系统结构如下图所示:
2、系统控制检测点:
本系统温度、液位等模拟量检测点较多,大约是:热电阻39个,4~20mA模拟量输入98个,4~20mA模拟量输出 48个,控制回路48个,开关量输入26个。
3、系统的硬件配置:
在系统硬件配置时要纵览全局,从满足生产过程对控制的要求,现场变送器和执行机构等部件特点,传输信号电缆和DCS输入/输出模板等方面全面考虑,从工艺的合理性、投资的经济性、运行的可靠性、维修的方便性等进行综合分析。
3.1冗余的系统服务器/操作站,配置1台工程师站和1台操作站,并预留PC接口,满足了系统的操作需要,在工程师站上安装操作站软件,系统运行时可作为一台操作站使用,系统开车时2个操作站同时参与操作。
3.2冗余的高性能控制模板,两个控制模板之间热备份,同时接受网络数据,其中之一的控制器发生故障,备份控制器自动进入工作状态。完成调节控制、数据处理、逻辑联锁、设备控制等功能。
3.3冗余的以太网和控制网,系统配置了2条网络,监控层要求开放。数据通讯系统是将分散处理单元、输入/输出处理系统及工程师站和操作站联接起来,以保证可靠和高效的系统通讯。因此采用冗余的以态网配置,通讯协议为TCP/IP标准协议,控制网要求安全。
3.4在I/O模块配置上,采用预留出大于15%的扩展空间,模块的类型尽量少,整个系统仅有3种I/O模块,从而减少了备件的种类和费用。
3.5所有电源设备和部件冗余。
3.6系统配置表:
型号规格名称单位数量一、控制软件部分ST9432SunyTech系统软件包(2048点开发运行版)套1ST9435SunyTech系统软件包(2048点运行版)套1ST9441Windows2000 Professional操作系统(授权版)套2二、操作站和工程师部分ST961221”工程师站/操作员站(主流配置)(含操作台/主机/显示器/通讯模板/键盘)套2ST9603打印机平台套1ST9662激光打印机 A4 (黑白)台1三、现场控制站ST9002标准机柜(2米)台2ST9004通讯电缆套1ST9005机柜内附件套2ST91116U工业标准机笼台2ST9121总线底板块2ST9132电源组件块4ST9133散热组件块2ST913424VDC电源组件块2ST9161控制模板块2ST927116-32路万能调理模板块15ST9315单路全隔离万能AI模块块158ST9321单路全隔离电流AO模块块56ST9331双路光隔离DI模块块15ST91728路AIO/16路DIO通用型转接端子板块27ST917316路开关量输入转接端子板块2
4、系统功能:
4.1工程师站功能
4.1.1用于程序开发、系统诊断、控制系统组态、数据库和画面的编辑及修改。
4.1.2生成任何显示画面和趋势图等,能调出系统中任一已定义的系统显示画面进行修改等工作。
4.1.3通过通讯总线,可调出系统内任一分散处理单元的系统组态信息和有关数据。可将组态数据从工程师站上下载到各个分散单元的控制站。此外,重新组态的数据被确认后,系统能自动刷新其内存。
4.1.4具有离线和在线全代码下载功能,不影响专置安全正常运转,可以在线加入或摘除网络设备而不影响其它网络设备正常运转。
4.1.5具有对DCS系统的运行状态进行监控的功能。包括对各控制站的运行状态、各操作站的运行状态、各级网络通讯状态等方面的监控。
4.1.6具有在线组态功能。如:量程上下限的改变、控制参数的调整等。
4.1.7具有在线显示组态图上所有输入/输出、中间量的数值。
4.1.8工程师站设置操作保护密码,以防擅自改变控制策略、应用程序、系统数据库。
4.2操作员站功能
 操作站是人机对话的界面,几乎所有的控制指令和状态参数都在此交换。在操作站上可以分别显示各个流程图上现场的各种工艺参数,控制驱动装置、切换控制方式、调整过程设定值等,监控系统内每一个模拟量和数字量,显示并确认报警、操作指导、记录操作日志、记录操作信息如改变设定值、手/自动切换以及时间等,显示历史趋势图,定时打印报表。操作简单,满足操作控制和生产管理的要求。
在双氧水生产过程中使用SunyTDCS9200分散集中控制系统可以达到:控制准确可靠,操作简单,维护方便,节约劳动力,提高产品质量,降低消耗的目的,为企业创造可观的经济效益和社会效益。
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浅述双氧水生产过程危害评价及对策
& & 通过对国内现役双氧水生产装置进行调研,同时结合国内外其他涉及双氧水生产厂家的情况,分析并指出了生产过程中可能出现的危险有害因素,进而提出了相应的对策措施,为企业消防事故及安全生产提供参考。
  双氧水(过氧化氢,H2O2)生产有电解法、异丙醇法和蒽醌法,由于蒽醌法原料简便易得,且大量节省能耗,近几年得到普遍发展。但是在双氧化蒽醌法生产过程中还是存在着多种危险危害因素,一旦发生事故可能造成极为严重的后果。我对国内某双氧水现役装置进行了调研,同时查阅了国内外双氧水生产的资料和**生产规范与标准,在经有关专家论证后,对双氧水生产过程中可能遇到的危险有害因素进行了辨识与评价,同时提出了相应的对策措施。
  2双氧水装置流程简述
  双氧水生产采用蒽醌法钯催化剂固定床氢化工艺,该法以重芳烃和磷酸三辛酯为溶剂,以2-乙蒽醌为溶质,配成工作液,工作液与氢气在钯剂的作用下催化氢化,得到氢蒽醌溶液即氢化液,氢化液经空气氧化,得到H2O2和蒽醌的混合液即氧化液,氧化液经萃取分离出H2O2,再经净化处理为合格的H2O2(27.5%)。分享出的蒽醌溶液经后处理除去其中夹带的H2O2,作为工作液返回氢化工序。稀品H2O2还可经精馏浓缩成浓品H2O2。整个工艺过程中,蒽醌、芳烃和磷酸三辛酯组成的工作液循环使用,仅有少量工艺损耗,主要物耗为该厂合成氨系统的副产品氢气,电耗全部为动力电耗,因而具有原料简便、能耗较低的优点。其工艺流程图1。
图1 双氧水生产简易工艺流程图
  2危险及有害因素分析
  双氧水生产的火灾危险性分类按照《建筑设计防火规范》第3.1.1条的要求是属于甲类,其生产的原料氢气和重芳烃是众所周知的易燃易爆物质,其产品过氧化氢是一种强氧化剂,生产过程中涉及到的危险、危害物质,品种多、数量大,可以说该工艺流程是用危险的原料生产危险的产品。因此,双氧水生产的主要危险因素是火灾和爆炸,另外还有毒害、腐蚀及其他危险及有害因素。
  2.1生产过程危险及危害因素分析
  本工艺使用芳烃、磷酸三辛酯、氢气等可燃性物质,在催化剂的作用下,经过化学反应生成具有强氧化性的过氧化氢,通常情况下,不允许H2O2与有机可燃物在一起。该装置是利用工作液与氢气一起,通过催化氢化反应得到氢化液,后者再通过与空气中的氧进行氧化反应,使溶液中的氢蒽醌还原成原来的蒽醌,同时生成过氧化氢。尽管工艺过程是在可控的条件下操作,但生产中客观地存在着不安全因素。
  工作液中的2-乙基蒽醌被催化氢化时,在酸性条件下会发生某些副反应,而氧化时又生成了过氧化氢。过氧化氢在碱性条件下会加速分解,为此,要求在氢化工序保持弱碱性,而在氧化工序保持酸性,以保持蒽醌的有效使用寿命和过氧化氢的稳定性,在后处理工序又要求保持碱性,以分解循环工作液中夹带的过氧化氢。如果操作不当就会导致酸、碱物质串混,带来危险。
  过氧化氢在使用中所发挥的强氧化性长处,正是生产中要预防的短处,即要求生产中不能混入与之“相关”的物质,这就对全套生产装置、包装材料乃至贮运设备都提出了苛刻的要求,正是H2O2生产和使用的这一矛盾,给安全生产带来了一定难度。
  2.1.1氢化反应
  氢化工序固定床内使用钯催化剂催化氢化,氢化液再生床内使用碱性氧化铝再生蒽醌降解物,在异常情况下,钯催化剂或氧化铝可能会随工作液进入后续工序,从而导致过氧化氢混杂分解。
  氢化反应是还原反应,也是放热反应。本工艺采用催化氢化,虽然具有工艺简单、消耗低、三废少等优点,但对设备和操作的要求高,另外,氢化反应涉及氢气、空气(开车时)和活性催化剂,这些都是发生爆炸的条件,生产操作中稍有不慎,将三者同时混在一起,或不注意氮气与空气、氢气的置换或置换不当,危险就会发生。
  2.1.2氧化反应
  氧化反应是放热反应,而过氧化氢遇热则分解。这是一对矛盾,倘若物料配比失调,温度控制不当,极易爆炸起火。氧化工序采用空气液相氧化的工艺。虽然本工艺具有氧化剂来源丰富、生产效率高等优点,但安全性较差。这主要表现在氧化反应和条件上,因为氢化液用空气氧化是气-液相反应,气相向液相扩散速度慢,又由于空气中氧含量的限制,反应速度就受到了影响,提高温度虽然有利于反应的进行,但又不利于空气中氧被氢化液吸收,这又是一对矛盾。另外氧化反应是放热反应,反应热若不及时移走,温度过高,引起爆炸。解决办法就是提高空气压力(或空气速度)来提高反应速度,这就增加了不安全因素,如果空气进入量大,氧在反应器内吸收不完全,使得尾气中氧含量增高,达到爆炸极限浓度范围,遇火花或受到冲击就会引起爆炸。
  2.1.3萃取工序
  萃取塔顶排出的萃取液能否封住后处理工序碱干燥塔的倒流碱液,是安全的最大保证,一旦干燥塔的碱液倒流到萃取塔,就会引起萃取塔塔中的双氧水迅速分解,放出氧气,使塔内急剧升压,轻者从塔顶放空管泛出萃取液,重者发生萃取塔爆裂。
  萃取液中双氧水含量高低,除了直接影响产量外,还影响后处理工序的安全运行。当双氧水含量高时,后处理工序的干燥塔负荷加大,被塔中的碱液分解后释放出的氧气就多,不管是排入大气还是对于干燥塔设备本身,都是不安全的。一般将萃余液中双氧水的含量控制在0.7%左右。
  萃取用的纯水质量关系到产品的稳定度。其电导率一般控制在不高于6×10-6S/m,特别是水中的重金属离子必须去掉,因为重金属离子能促使双氧水的分解。
  2.1.4浓缩工序
  浓缩时必须添加适当的稳定剂,控制好蒸发、精馏温度和压力,及时排清系统中的蒸发残液。由于系统中的蒸发残液未及时排清而导致的爆炸事件也是双氧水生产企业的一大事故隐患。较纯H2O2比较稳定,但当混入重金属及其盐类、碱、有机物、灰尘等杂质时,会促使过氧化氢分解,其分解速度随温度升高而增加,剧烈分解进则可形成爆炸。为防止这一现象的发生,工艺上采取抽真空以降低蒸馏温度,这就增加了操作的难度,如果系统漏气,外界杂质就容易侵入。另外过高的温度或压力,对产品浓度及安全性均不利。
  2.1.5工作液的后处理工序
  从萃取塔顶排出的萃余液含有少量的双氧水(0.7%)和水,如果直接返回氢化系统使用,将导致在氢化塔中氢氧混合,形成爆炸性混合物,氧含量达到爆炸范围时,就会引起爆炸,因此,在本工序必须除去双氧水和水分。
  2.2原料的危险性
  装置生产中许多原料为易燃、易爆、有毒的有害物质,如重芳烃、磷酸三辛酯、蒽醌等既可燃又具有一定的毒性,氢气是众所周知的易燃易爆物质,这些物料除本身的危险性外,它们给生产带来的危害,往往是不应有混合、夹带和泄漏,钯催化剂、活性氧化铝、空气、杂质等一些物物质本身虽然无危险,但误入系统也会造成事故。
  危险存在部位:原料储存区、工作液配置、氢化塔、后处理工序、包装区等。
  2.3产品的危险性
  过氧化氢的危险性主要表现在以下3个方面:
  2.3.1燃烧爆炸性
  过氧化氢在pH为4±0.5时最稳定,在碱性溶液中极易分解,在强光,特别是短波射线下也能发生分解。其分解速度在65℃时每周约1%;在100℃时每天约2%;在140℃时发生迅速分解并爆炸。它的爆炸极限为25%~100%,74%以上的过氧化氢,其上限可达26%,遇电火花会发生气相爆炸。但实际它的爆炸危险性主要是由于它与有机物反应或由于杂质催化分解而发生爆炸。它与许多有机物如糖、淀粉、醇类、石油产品等形成的混合物是敏感的,在冲击和热量或电火花作用下能发生爆炸。过氧化氢本身是不燃的,但它能与可燃物反应并产生足够的热量而引起着火,又由于它分解所放出的氧能强烈助燃,最终可导致爆炸,因此应特别注意火灾。
  2.3.2腐蚀性
  过氧化氢具有一定程度的腐蚀性,随材质不同而促进其分解。工业上一般选用下列材料:金属材料可用纯度99.5%以上的铝、不锈钢、锂、锆,不能用普通钢、铜、铜合金、铅、钛。塑料可用硬质及软质聚氯乙烯等,非金属材料可用玻璃及陶瓷类。
  2.3.3毒害性
  它的毒性主要是由它的活性氧化作用所引起的,如对眼睛、黏膜和皮肤的化学灼伤,以及使普通衣物着火等。过氧化氢可通过呼吸道吸入,皮肤接触吸收和吞入等途径引起中毒。但是,它的蒸气压小,挥发性低,吸入蒸气中毒的可能性较小,且它具有强烈烧灼感,故吞入的可能性也很小。主要是皮肤接触引起的烧伤,使局部皮肤和毛发发白(但过一段时间后可复原),产生刺痛、搔痒。由于接触量、时间、作用部位不同,产生程度不等的化学灼伤。渗入皮肤角质层后分解产生氧,使表皮起泡,手掌、指尖及甲床等处角质层较厚,末梢神经丰富,疼痛更为剧烈,难以忍受,患者常因此坐立不安,情绪急躁,不易入眠。剂量较大,冲洗不及时,可留下永久疤痕。蒸气刺激眼睛,脱离接触后症状迅速消失;液滴溅入眼内,可引起结膜炎、虹膜睫状体炎及角膜上皮变性、坏死和混浊,影响视力或导致完全失明。
  过氧化氢的燃烧爆炸性、腐蚀性及毒害性存在的部位有:氧化塔、萃取塔、净化塔、干燥塔、后处理工序、浓缩、包装、储罐区等。
  2.4共性伤害
  2.4.1触电伤害
  装置中有物料泵、风机、空气压缩机、电动葫芦等电器设备,若电器设备发生事故或电器安装不规范,缺少接地或接零,或接地接零损坏失效,会发生触电伤害事故。沿墙壁敷设或沿地面铺设的临时线路无保护套管或绝缘损坏,接触人体会发生触电事故。因装置用电为低压电源,触电均表现为低压触电。配电室、氢化塔、氧化塔、萃取塔、净化塔、干燥塔、后处理工序、浓缩、包装、储罐区、消防泵房等为危险较大的场所。
  2.4.2静电雷电危险
  双氧水生产用原料氢气、重芳烃为易燃易爆物质,在管道过程中均易产生静电,如无静电跨接接地装置或失效,存在静电集聚、放电引发系统发生火灾、爆炸的危险。尤其空气和氢气的混合物最小点火能只有0.017mJ,极易被静电火花引燃。
  装置缺少避雷设施或避雷设施接地不良,接地电阻过大,都可能遭到雷击或雷电感应放电,因此,对生产厂房、仓库等要设避雷设施,并按时进行检查测试,保证避雷设施完好,设备管道接地电阻应在规定范围内,避免雷电感应造成的损失。
  2.4.3高空坠落及高空落物打击
  双氧水装置中氢化塔、氧化塔、萃取塔、净化塔、干燥塔、后处理工序、浓缩塔等有平台、爬梯、高位电动葫芦或者检修脚手架等,职工在操作及检修交叉作业中,有高空坠落及高物打击的危险。
  2.4.4噪音伤害
  双氧水装置中有空气压缩机、泵等转动设备,如出现故障或润滑不好,以及长时间在附近操作,会产生噪音伤害。在噪声较大的岗位,操作人员须带耳罩以降低噪声危害。
  2.4.5机械伤害
  双氧水装置中有多种液体泵、压缩机等转动设备,存在机械伤害危险。
  3用《道氏火灾爆炸危险指数评价》(第七版)评价
  3.1工艺单元的划分
  根据5万t/a双氧水生产的工艺流程及设备布置情况,将本装置划分为以下7个单元:配制、氢化、氧化、萃取、后处理、浓缩、包装、
  3.2单元固有危险指数的计算
  3.2.1物质系数的确定
表1单元内危险物质的确定
确定的危险物质
可燃液体,在加温加压下稳定性较差
易燃易爆气体,在无氧状态下非常稳定
芳烃蒸气+氧气
易燃混合气体,在封闭状态下可能爆炸
重芳烃+稀H2O2
可燃液体,在非加温加压下不够稳定
重芳烃+少H2O2
可燃液(气)体,在加温加压下稳定性差
不燃物,封闭状态下可能爆炸
  从《道氏》物质系数和特性表中,通过修正和查表得出以下物质的参数见表2。
表2 物质系数和特性表
芳烃蒸气+氧气
重芳烃+稀H2O2
重芳烃+少H2O2
  3.2.2计算结果
  根据《道氏》选取工艺单元危险系数的原则,分别对以上7个单元进行一般工艺危险性和特殊工艺危险性计算,其结果见表3。
表3生产装置火灾、爆炸危险指数计算表
物质系数(MF)
1.一般工艺危险系数(F1)
2.特殊工艺危险系数(F2)
3.工艺单元危险系数F3=(F1×F2)
4.火灾、爆炸指数F&EI=(F3×MF)
5.单元破坏系数
6.暴露半径(m)
  注:氧化单元F3=10.97大于8,则按8计。
  编者注:由于片面所限,上述表中的中间过程删去了,只保留结果。
表4 F&EI值及危险等级
  3.3单元补偿后危险指数计算
  前面计算的单元单元火灾爆炸指数是指单元中物质和工艺的固有危险性,没有考虑任何实际安全措施,根据《道氏》补偿系数的取值原则和实际情况,从工艺控制、物质隔离和防火措施3个方面分别进行计算,结果见表5。
表5 补偿后火灾、爆炸危险指数计算表
  编者注:由于版面有限,上述表中只保留结果,中间过程删去了。
  3.4评价结果
  (1)物质系数MF中最大的是芳烃与空气混合气(氧化尾气)、浓品过氧化氢,均为29;其次,为芳烃和烯H2O2混合液及氢气分别为24和21;最小的为芳烃、芳烃夹带少量H2O2的混合液,均为14。这说明氧化、浓缩和包装单元的物质本身危险性大,应充分重视。
  (2)在评价7个单元中,氢化、氧化、浓缩的火灾爆炸指数分别为134.0、232.0、170.2,可见这3个单元的固有险性相当大。当考虑了安全措施,给予补偿后,则固有危险危性指标可降低38%~61%。
  (3)当考虑了安全措施,给予补偿螅导什撇鹗Х直鹞蹲实?9%~44%。
  4劳动安全卫生对策措施
  通过前面分析可知,双氧水生产过程中存在的主要危险有害因素有:火灾、爆炸危险,毒性危险等;因此在建设过程中,必须严格遵守相关的规范标准,任何忽视或降低标准的行为,都会留下事故隐患,给日后安全运转带来危害。在此提出的对策措施也主要针对这些主要的危险危害因素,针对其他危险危害因素的对策措施限于篇幅,不进行讨论。
  4.1防毒对策措施
  本装置在生产过程中有毒介质:蒽醌、重芳烃、磷酸、双氧水等是重点防范对象。
  4.1.1工艺参数选择
  双氧水装置虽然没有高温高压要求,但不少工艺控制,要求操作精度及频度较高,应当注意工艺参数的选择及量的控制,摸索最佳操作条件。如氢化工序停车时停氢换氮、氧化工序酸度控制、萃余液含量控制、干燥塔碱度控制、深缩工序H2O2稳定性控制等。
  4.1.2设备材质选型
  根据过氧化氢强氧化性和易分解的特点,双氧水装置中与工作液或原料接触的设备材质选用0Cr18Ni10Ti,添加Ti的不锈钢能提高耐晶间腐蚀,设备使用前应经过打磨、清洁和酸洗钝化处理; 通过其他装置及同类工程的实践经验以及装置设计知识,设备应能保证完整密闭性;具体的措施应包括:较高容器设计裕量、较高管道设计等级及较高一级压力等级的关键管道等。
  4.1.3报警及安全联锁
  对特殊工段及岗位,如有毒物料在不正常操作时的排出口、取样口、贮罐阀、输送泵及压缩机等处需设置有毒气体监测器;在控制室、配电室与有毒物料的设备相距30m以内,宜设相应的有毒气体监测器等。
  4.1.4隔离体设置
  设有操作岗位的地方,如控制室、配电室、操作间及实验室等建筑物应设有正压通风系统,并可承受一定外压,进风口处有活性炭吸附器;重芳烃贮罐区应设有防护提。
  4.1.5加强个体防护
  在所有人身可能接触到有害物质而引起烧伤、刺激或伤害皮肤的区域内,均应设紧急淋浴器和洗眼器;除防护眼镜、手套、洗眼淋浴器等一般防护外,还应设有专用的防毒面具;对关键操作应强制使用人员防护设备,例如空气呼吸面具、全身PVC防护服、手套和防护镜等等。
  4.1.6加强安全管理
  除了以上这些针对性的措施,在生产过程中还应该注意加强安全管理,如对员工进行全面、系统的安全维护培训,建立健全安全管理制度,定期安全检查等。
  4.2防火对策措施
  4.2.1严格遵循标准
  在设计和建设时,应该严格按照有关规范标准设置安全消防防护措施。对处理易燃、易爆危险性物料的设备应有压力释放设施,包括安全阀、释放阀、压力控制阀等;对可能逸出氢气、重芳烃及双氧水等作业场所设计气体监测、报警和联锁系统;设计集中正压通风控制室,必须保证通风空气不受污染,空气吸气口设计以活性炭或其他吸附剂为过滤介质的过滤器等。
  4.2.2集散控制系统(DCS)
  工程设计采用可靠的集散控制系统(DCS),实现生产过程的正常操作、开停车操作以及生产过程数据采集、信息处理和生产管理的集中控制,对重要的参数设计自动调节以及越限报警和联锁系统,确保生产装置和人身安全。
  4.2.3电气防爆
  工程设计爆炸及火灾危险场所的电气线路应按有关规程、规范进行敷设,爆炸及火灾危险场所选用防爆灯具设备。
  4.2.4消防设施
  考虑到本项目的火灾危险性,建议消防泵应能自动连续顺次地启动,同时也可从控制室遥控启动,以便在事故情况下快速启动消防水系统;建议增加柴油发电机组,供消防水专用,以备正常供电双回路出现故障时使用。
  通过前面的分析,可以得出如下结论:
  (1)双氧水装置的主要职业危险、有害因素是火灾、爆炸及毒物危害,应当重点采取措施进行防治。
  (2)噪声、高处坠落、触电、机械伤害等其他危险有害因素,并不是突出的职业危害,但也应对其采取相应的措施加以防护。
  (3)根据对国内在役装置运行情况进行分析的结果表明,通过落实各项劳动安全卫生对策措施,双氧水生产装置基本上可达到安全生产的目的。但由于双氧水生产的特殊性,有毒有害气体和噪声等有害因素仍有可能超过国家卫生标准的规定,故应采取国内外先进的安全措施进行综合治理。
  (4)安全对策措施应能够完全实施到位,并应与主体装置同时设计、同时施工、同时投用,并加强安全管理。
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(217182号)
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低调的进来学习,感谢楼主,楼层的热心人.
(332151号)
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楼主你好 请问怎么计算蒽醌法双氧水装置的物料平衡和热平衡,谢谢
(675447号)
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学习学习,不知道哪位有10万吨以上生产能力的相关资料,仅个人学习&&
帖子里不准留邮箱,下次注意。
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